内容正文:
2.3一元二次方程根与系数的关系
导学案
【学习目标】
1、理解一元二次方程根与系数的关系(韦达定理)的核心内容,掌握其推导思路,明确定理的使用前提;
2、能熟练运用韦达定理,解决基础的两根和、两根积的计算问题,以及常见代数式的变形求值问题;
3、能结合根的判别式,解决参数的取值范围问题,解决新定义、综合应用等拓展题型,提升代数综合应用能力。
【学习重难点】
重点:韦达定理的核心内容,基础的两根和、积的计算,常见代数式的变形求值;
难点:结合判别式的参数取值范围问题,综合类的应用问题,新定义题型的解决。
【学习过程】
一、情境引入
我们之前学习了一元二次方程的解法,比如求根公式,可以解出方程的根。那如果我们不解方程,能不能直接通过方程的系数,知道两个根的和与积呢?
比如,我们看这个方程:,我们解出来它的根是 2 和 3,我们发现:
两个根的和是,刚好是一次项系数的相反数;
两个根的积是,刚好是方程的常数项。
这是不是一个巧合?还是所有的一元二次方程都有这样的规律?
其实,这就是我们今天要学习的一元二次方程根与系数的关系,也叫做韦达定理。有了这个定理,我们不用解方程,就能解决很多关于根的问题,比如求代数式的值、求参数,甚至解决一些复杂的综合问题,今天我们就来一起学习这个重要的定理。
二、知识点梳理
1. 韦达定理的核心内容
对于一元二次方程 (),如果方程有两个实数根 、,那么:
特别提醒:如果方程的二次项系数为 1,也就是方程是 的形式,那么两根的关系就更简单了:,,这个是我们最常用的形式。
2. 定理的使用前提
韦达定理不是所有的一元二次方程都能用的,它的使用有一个前提:方程必须有两个实数根,也就是根的判别式 !
很多同学在求参数的时候,很容易忽略这个前提,导致解出来的参数不符合方程有实根的条件,从而出错,这个一定要注意!
3. 常见的代数式变形
我们经常需要把一些关于根的代数式,转化为用和表示的形式,这样就能用韦达定理整体代入,常见的变形有:
三、典例精讲
例 1:基础的两根和与积的计算
已知关于的一元二次方程,若、是方程的两个实数根,求和的值。
解析:
根据韦达定理,对于方程,这里,,,
所以:
,
。
答案:,。
例 2:已知一个根,求另一个根与参数
已知关于的一元二次方程的一个根是 2,求它的另一个根。
解析:设方程的另一个根为,根据韦达定理,两根之和为,
已知一个根是 2,所以,解得。
我们也可以用两根之积来验证:,刚好等于常数项,符合。
答案:另一个根是 3。
例 3:求根的代数式的值
若、是关于的一元二次方程的两个实数根,求代数式的值。
解析:首先,根据韦达定理,我们可以得到:
,。
然后,我们把代数式变形:
,
代入数值:
。
答案:18。
例 4:已知根的关系,求参数的值
一元二次方程的两根分别为、,且满足,求的值。
解析:首先,根据韦达定理,得到:
,。
然后,根据代数式的变形,,
代入已知条件:
,
整理得:,
解得:,,所以。
接下来,我们要验证判别式,确保方程有实根:
当时,,符合;
当时,,也符合。
所以的值为。
答案:。
例 5:结合判别式,求参数的取值范围
若关于的一元二次方程有两个实数根、,且满足,求的取值范围。
解析:
首先,方程有两个实数根,所以判别式必须满足:
,解得,即。
然后,根据韦达定理,,,
已知条件,代入得:,也就是。
最后,我们取两个条件的交集,得到。
答案:的取值范围是。
例 6:新定义题型的应用
若关于的一元二次方程(为常数)有两个实数根,且其中一个根与另一个根的差为 3,那么称这样的方程为 “差 3 方程”。若方程是 “差 3 方程”,求的值。
解析:
根据新定义,方程的两个根满足,
根据我们的变形公式,,
根据韦达定理,,,
代入得:,
两边平方得:,
解得:,。
我们验证一下判别式:,符合有两个实根的条件。
答案:。
四、分层巩固练习
基础过关
1、已知一元二次方程的两个实数根分别是、,则的值为( )
A. 3 B. 2 C. -2 D. -3
2、已知关于的方程的两根分别为、,则的值为( )
A. 2 B. -2 C. 3 D. -3
3、关于的一元二次方程 的两个根分别是 3,-6,则的值为 。
4、若、是方程的两个根,则的值为 。
能力提升
5、若、是方程的两个根,则的值为 。
6、关于的一元二次方程的一个根是 4,求它的另一个根和的值。
7、若,是方程的两个根,则的值为( )
A. 2023 B. 2027 C. -2023 D. -2027
8、方程 的两个根分别为、,则的值为 。
9、已知关于的方程,
(1) 求证:无论为何值,原方程都有实数根;
(2) 若该方程的两实数根、为一直角三角形的两条直角边长,且,求的值。
10、已知:的两边、的长是关于的一元二次方程的两个实数根,第三边的长为 5,
(1) 求证:无论取何值,此方程总有两个不相等的实数根;
(2) 当为何值时,是以为斜边的直角三角形。
五、课堂小结
今天我们学习了一元二次方程根与系数的关系,也就是韦达定理,我们需要注意这些易错点:
1、韦达定理的使用前提是方程有两个实数根,也就是判别式,很多同学在求参数的时候,很容易忽略这个前提,导致解出来的参数不符合条件;
2、两根之和的公式是,不要把符号搞错了,很多同学会写成,漏掉了负号,这个是最常见的错误;
3、对于代数式的求值,我们要学会整体代入,把代数式变形为用和表示的形式,不用单独解出根,这样计算更简单。
通过今天的学习,我们掌握了韦达定理,它是一元二次方程里非常重要的定理,我们后续还会用它解决更多的综合问题。
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$分层巩固练习答案与解析
基础过关
1、答案:D
解析:根据韦达定理p+q=一=-3
2、答案:D
朝析:根据韦达定现名x=。-3。
3、答案:3
解析:两根之和为-p=3+(-6)=-3,所以p=3。
4、答案:1
解桥:上+1=m+n
m n mn
m+n=-1,mn=-1,所以号=1。
能力提升
5、答案:-6
解折:x+X,好=XX,X+xX+x=3Xx,=-2所以-2x3=-6
6、答案:另一个根是3,m=12
解析:设另一个根为t,则4+t=7,t=3,m=4×3=12。
7、答案:A
解析:α是方程的根,所以a2+2a=2025,又a+B=-2,所以原式
=(a2+2a)+(+B)=2025-2=2023°
8、答案:5
解析:X1-X,=x,+x2}-4xx,=1+4=5
9、答案:(1)见解析;(2)k=2
解析:(1)判别式A=2k+1P-4(k2+2)=4k-7≥0.所以k≥子总有实根:
(2x+x=2k+1XX=k+2X+g=(2k+1P-2k2+2)=2k2+4k-3=13解
得k=2或k=-4.结合k≥子所以k=2
10、答案:(1)见解析;(2)k=2
解析:(1)判别式4=(2k+3-4K+3k+2=1>0所以总有两个不等实根:
(2)当△ABC是以BC为斜边的直角三角形时.AB+AC2=25即X+X=25
x+x,=2k+3XX=K2+3k+2所以(2k+32-2K2+3k+2)=25解得k=2或
k=-5,舍去负的,所以k=2。